CAHAYA DAN SIFAT-SIFATNYA

CAHAYA DAN SIFAT-SIFATNYA

Pada siang hari, kita dapat melihat benda dan lainnya. Hal itu disebabkan adanya matahari Benda-benda yang ada di sekitar kita dapat kita lihat apabila ada cahaya yang mengenai benda tersebut. Cahaya yang mengenai benda akan dipantulkan oleh benda ke mata sehingga benda tersebut dapat terlihat. Dengan adanya cahaya, kita dapat membaca, menulis, dan melihat benda di sekitar kita. Tanpa cahaya, semua akan gelap. Pada malam hari, cahaya matahari tidak tampak. Pada saat itu, kita memerlukan lampu untuk melihat benda. Pada malam hari, kita tidak dapat melihat benda jika lampu padam. Berarti, kita tidak dapat melihat tanpa cahaya. Cahaya dihasilkan oleh sumber cahaya. Semua benda yang dapat memancarkan cahaya disebut sumber cahaya. Contoh sumber cahaya adalah matahari, lampu, lampu senter, dan bintang-bintang. Cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya mempunyai sifat sebagai berikut :

1. Cahaya Merambat Lurus
Cahaya matahari yang masuk ke dalam ruangan tampak seperti batang putih yang lurus. Hal itu menunjukkan bahwa cahaya merambat lurus. Selain itu, cahaya yang dipancarkan oleh lampu senter atau lampu mobil pada malam hari juga menunjukkan bahwa cahaya merambat lurus.

Contoh gambar sifat cahaya, yaitu cahaya marambat lurus

Untuk memahami sifat cahaya yaitu cahaya merambat lurus, lakukan kegiatan berikut :

1. Sediakan kertas karton dan lilin.

2. Potonglah kertas karton menjadi tiga bagian sama besar.

3. Tumpuklah potongan kertas itu menjadi satu. Kemudian, lubangilah bagian tengahnya.

4. Letakkan ketiga karton itu di atas meja. Usahakan, kertas karton berada pada satu garis lurus.

5. Letakkan lilin yang telah dinyalakan di belakang kertas karton ketiga.

6. Tutuplah ruangan kelasmu. Kemudian, amatilah jalannya cahaya dari lilin yang melalui lubang kertas karton.

7. Geserlah salah satu kertas karton. Amati apakah yang terjadi.

Berdasarkan kegiatan di atas, dapat dibuktikan bahwa cahaya merambat lurus. Cahaya hanya mampu melewati ketiga lubang pada kertas karton jika ketiganya berada dalam satu garis lurus. Jika salah satu kertas karton digeser, cahaya dari lilin menjadi terhalang sehingga tidak dapat diteruskan.

2. Cahaya Menembus Benda Bening

Mengapa kaca jendela rumahmu merupakan kaca yang bening? Bagaimana jika kaca tersebut ditutup dengan triplek atau kertas karton? Apakah cahaya matahari dapat masuk? Cahaya dapat masuk ke dalam rumah selain melalui celah-celah juga melalui kaca jendela yang ada di rumahmu. Kaca yang bening dapat ditembus oleh cahaya matahari. Apabila kita menutup kaca jendela rumah kita dengan menggunakan karton maka cahaya tidak dapat masuk ke dalam rumah. Hal ini menunjukkan bahwa cahaya hanya dapat menembus benda yang bening.

Pada saat merambat, cahaya dapat terhalang oleh suatu benda. Jika mengenai suatu benda, cahaya mengalami tiga kemungkinan. Ketiga kemungkinan itu adalah cahaya tidak dapat diteruskan, diteruskan sebagian, atau diteruskan seluruhnya.

Untuk memahami ketiga kemungkinan itu, lakukan kegiatan beikut :

1. Sediakan lampu senter, kaca bening, kaca kusam, kertas, dan kayu.

2. Sinarilah kaca bening dengan cahaya yang berasal dari lampu senter. Amati dan catatlah apa yang terjadi.

3. Lakukan cara kerja kedua terhadap benda-benda lainya.

4. Catatlah hasil dari pengamatan.

Kegiatan di atas menunjukkan bahwa cahaya dapat diteruskan, diteruskan sebagian, dan tidak dapat diteruskan. Berdasarkan kenyataan itu, benda dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu :

a. Benda bening, yaitu benda yang dapat meneruskan cahaya yang mengenainya. Contohnya adalah kaca.

b. Benda tembus cahaya, yaitu benda yang dapat meneruskan sebagian cahaya yang mengenainya. Contohnya adalah kaca kusam.

c. Benda gelap, yaitu benda yang tidak dapat meneruskan cahaya yang mengenainya. Contohnya adalah kayu, triplek, kertas, karton, dan tembok.

3. Cahaya Dapat Dipantulkan

Jika mengenai permukaan benda, sebagian berkas cahaya akan berbalik arah dan sebagian lagi diserap. Berkas cahaya yang berbalik arah disebut cahaya pantul.

Untuk mengetahui peristiwa pemantulan cahaya, lakukan kegiatan berikut :

1. Sediakan lampu senter dan cermin datar.

2. Letakkan senter di depan cermin datar dan nyalakan lampu senter itu. Amatilah keadaan cahaya yang mengenai cermin.

3. Lakukan hal yang sama terhadap benda yang mempunyai permukaan kasar, misalnya tembok atau kayu. Amatilah keadaan cahaya tersebut.

4. Bandingkan kedua cahaya pantul tersebut.

Kegiatan di atas menunjukkan, ada perbedaan antara cahaya yang dipantulkan ke cermin dan cahaya yang dipantulkan ke kayu atau tembok. Cahaya yang mengenai cermin dipantulkan secara teratur dan menuju ke satu arah. Pemantulan tersebut disebut pemantulan teratur. Adapun yang disebut dengan pemantulan baur (pemantulan difus) yaitu cahaya yang mengenai tembok dipantulkan secara tidak teratur dan menuju ke segala arah.

Pemantulan difus (pemantulan baur) sangat penting bagi kehidupan di bumi. Cahaya matahari dipantulkan secara difus oleh butir-butir debu. Akibat pemantulan tersebut, ruangan yang tidak terkena cahaya matahari secara langsung pun tampak terang.

Pemantulan teratur terjadi jika cahaya mengenai permukaan yang mengkilap. Contohnya, permukaan air yang tenang dan cermin.

Berdasarkan bentuknya, cermin dibedakan menjadi cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung.

· Cermin datar adalah cermin yang bagian pemantulnya datar. Contohnya yaitu cermin rias.

· Cermin cekung adalah cermin yang bagian pemantulnya berupa cekungan. Bentuk cekungan adalah bentuk seperti bagian dalam bola. Contohnya adalah bagian dalam lampu senter

· Cermin cembung adalah cermin yang bagian pemantulnya berupa cembungan. Bentuk cembungan adalah bentuk seperti bagian luar bola.

a. Pemantulan pada Cermin Datar

Pada pemantulan oleh cermin datar, cahaya pantul bersifat seperti cahaya datang. Jika cahaya datang secara tegak lurus, pantulannya juga tegak lurus. Jika cahaya datang miring, pantulannya juga membentuk kemiringan yang sama.

Untuk lebih memahami pemantulan cahaya oleh cermin datar, lakukan kegiatan berikut :

1. Sediakan cermin datar yang cukup besar.

2. Berdirilah di depan cermin. Bandingkan tinggi badanmu dan tinggi bayangan di cermin.

3. Gerakkan tangan kananmu. Bandingkan dengan bayangan yang ada di cermin.

Sifat-sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar yaitu :

v Bayangan benda tegak dan semu. Bayangan semu adalah bayangan
yang dapat kita lihat dalam cermin, tetapi di tempat bayangan tersebut
tidak terdapat cahaya pantul.

v Besar dan tinggi bayangan sama dengan besar dan tinggi benda
sebenarnya.

v Jarak benda dengan cermin sama dengan jarak bayangannya.

v Bagian kiri pada bayangan merupakan bagian kanan pada benda dan sebaliknya.

a. Pemantulan pada Cermin Lenkung

Pemantulan pada cermin lengkung menghasilkan bayangan yang berbeda dengan aslinya. Untuk membuktikan hal tersebut, lakukan kegiatan berikut :

1. Sediakan sendok makan yang menkilap.

2. Amatilah bayanganmu pada bagian dalam sendok.

3. Amatilah bayanganmu pada bagian luar sendok.

Bagian dalam sendok dapat dianggap sebagai cermin cekung, sedangkan bagian luarnya dianggap sebagai cermin cembung. Berkas cahaya yang dipantulkan cermin cekung akan memusat pada suatu titik. Adapun pada cermin cembung, berkas cahaya pantul akan menyebar. Cermin cekung banyak dimanfaatkan sebagai reflektor atau pemantul lampu kendaraan. Cermin cembung banyak dimanfaatkan sebagai kaca spion kendaraan.

Ø Pemantulan pada Cermin Cekung

Cermin cekung yaitu cermin yang bidang pantulnya melengkung ke arah dalam. Cermin cekung biasanya digunakan sebagai reflektor pada lampu mobil dan lampu senter.

Sifat bayangan benda yang dibentuk oleh cermin cekung sangat bergantung pada letak benda terhadap cermin.

v Jika benda dekat dengan cermin cekung, bayangan benda bersifat tegak, lebih besar, dan semu (maya).

v Jika benda jauh dari cermin cekung, bayangan benda bersifat nyata (sejati) dan terbalik.

Ø Pemantulan pada Cermin Cembung

Cermin cembung yaitu cermin yang permukaan bidang pantulnya melengkung ke arah luar. Cermin cembung biasa digunakan untuk spion pada kendaraan bermotor. Bayangan pada cermin cembung bersifat maya, tegak, dan lebih kecil (diperkecil) daripada benda yang sesungguhnya.

4. Cahaya Dapat Dibiaskan

Jika pada saat merabat terhalang benda bening, sebagian berkas cahaya dapat melewati benda itu. Dalam peristiwa itu dapat dikatakan bahwa cahaya merambat di dua benda, yaitu udara dan benda bening. Akibat melalui dua benda yana berbeda, arah rambat cahaya menjadi berbelok. Pembelokan cahaya disebut pembiasan.

Untuk membuktikan hal tersebut, lakukan kegiatan tersebut :

1. Sediakan wadah air yang terbuat dari kaca, misalnya akuarium.

2. Isilah wadah dengan air secukupnya.

3. Sorotkan senter yang ditutup kertas berlubang secara tegak lurus ke air .

4. Ulangilah menyorot dengan posisi senter tidak tegak lurus terhadap permukaan wadah.

5. Amatilah berkas cahaya yang terjadi sebelum masuk air, ketika di air, dan setelah keluar dari air.

6. Buatlah kesimpulan!

Pembiasan seperti kegiatan di atas terjadi karena dua benda (air dan udara) mempunyai kerapatan optis yang berbeda. Kerapatan air lebih besar daripada kerapatan udara.

Jika berkas cahaya yang datang tegak lurus, terlihat seakan-akan tidak terjadi pembiasan. Beberapa peristiwa pembiasan sering dalam kehidupan sehari-hari misalnya, kedalaman dasar kolam terkesan lebih dangkal daripada yang sebenarnya dan pensil tampak patah atau bengkok ketika dicelupkan ke dalam air.

Pensil tampak bengkok karena pembiasan cahaya.

Saat ini, pemantulan dan pembiasan menjadi dasar pengembangan alat-alat optis.yang dimaksud alat optis adalah alat yang dasar kerjanya berdasarkan sifat-sifat cahaya. Alat-alat itu antara lain kacamata, kamera, mikroskop, dan teropong.

5. Cahaya dapat Diuraikan

Ø Peristiwa Penguraian Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

Kita tentu penah melihat pelangi di langit. Pelangi merupakan salah satu peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan penguraian cahaya. Pelangi terdiri atas warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Deretan warna itu disebut mejikuhibiniu. Ketujuh warna pelangi itu sebenarnya berasal dari satu warna, yaitu putih. Warna putih sering disebut polikromatis, poli berarti banyak, sedangkan kromatis berarti warna. Adapun ketujuh warna pelangi sering disebut monokromatis, mono berarti tunggal. Pada pelangi, warna putih dari matahari terurai menjadi beberapa warna. Peruraian warna dapat diamati dengan menggunakan prisma segitiga.

Peruraian warna pada prisma segitiga.

Peruraian warna putih menjadi tujuh warna pelangi disebut dispersi. Dispersi dapat ditemukan pada saat terjadi pelangi. Tahukah kamu mengapa pelangi terjadi setelah hujan? Ketika hujan reda, udara banyak mengandung titik-titik air. Jika cahaya matahari mengenai titik-titik air itu, akan terjadi gejala pembiasan, pemantulandan dispersi titik-titik air. Pelangi baru akan terlihat jika matahari berada dibelakang dan titik-titik air di depan kita. Tiap warna penyusun cahaya matahari akan dibelokkan dengan sudut yang berbeda ketika melewati medium yuang berbeda kerapatannya. Peristiwa inilah yang menyebabkan terbentuk pelangi. Cahaya matahari merupakan campuram dari berbagai warna. Ketika melewati perbatasan medium air dengan udara, cahaya itu dibelokkan sesuai dengan warnanya. Akibatnya, cahaya matahari terurai menjadi warna-warna pelangi.